Изследване на ефекта на флокулантите върху пречистването на нефтени отпадъчни води - тема на научна статия по химия
Изследвани са физикохимични методи за пречистване на отпадъчни води. Доказано е предимството на средния анионен флокулант Magnaflok 155 в сравнение с други флокуланти при пречистването на дъждовни и промишлени отпадъчни води на нефтената рафинерия Yaya. .
Изследване на ефекта на флокулантите за почистване на нефтените отпадъчни води
Физико-химичните методи за пречистване на отпадъчни води бяха проучени. Доказано предимство sredneanionnogo флокулант Magnaflok 155 в сравнение с други флокуланти при изчистване на буря и промишлени отпадъчни води Yaya рафинерия.
Текст на научната работа по темата "Изследване на ефекта на флокулантите върху пречистването на нефтени отпадъчни води"
Екология и защита на труда
ИЗСЛЕДВАНЕ НА ВЛИЯНИЕТО НА ФЛОКУЛАНТИТЕ НА ПРЕЧИСТВАНЕТО НА МАСЛО ОТПАДЪЧНИ ВОДИ
Въпреки че проблемът с пречистването на маслените отпадъчни води съществува от повече от дузина години, той не е напълно решен и остава актуален [1-3]. Рафинериите (рафинериите) използват две основни индустриални канализационни системи:
I. За отстраняване и третиране на маслени неутрални промишлени и дъждовни отпадъчни води. Пречистените отпадъчни води се използват, като правило, за попълване на циркулационната водоснабдителна система.
II. За обезвреждане и пречистване на промишлени отпадъчни води, съдържащи нефт, нефтени продукти, маслени емулсии, соли, реактиви и органични вещества. Пречистените отпадъчни води се заустват във водни тела.
За пречистването на отпадъчните води от рафинерията се използва общоприета схема за пречистване, която включва три основни етапа:
• механично почистване от груби примеси;
• физикохимично почистване от колоидни частици;
• биологично пречистване от органично разтворени примеси.
Известни са голям брой методи и съоръжения за физическо и химично пречистване, които се използват или могат да се използват в схеми за пречистване на общия поток от рафинерии, както и в схеми за пречистване на местни отпадъчни води от технологични инсталации. Най-често използваните методи са коагулация, електрокоагулация, флокулация и сорбция.
Емулгираните петролни продукти могат да бъдат унищожени чрез подкисляване на средата, добавяне на желязо и алуминиеви соли (неорганични коагуланти) или чрез използване на специални-
полимери - флокуланти [4,5].
В тази работа се набляга на физикохимичното пречистване, което създава предпоставки за по-висока ефективност на пречистването на отпадъчните води от нефт с технически спомагателни материали - синтетични флокуланти.
Физикохимичните методи се използват за пречистване на маслените отпадъчни води от колоидни и разтворени замърсители, чието количество във водата след съоръженията за механично пречистване остава практически непроменено. Нефтените емулсии, които съставляват част от (около 1-5%) от общото замърсяване на отпадъчните води от рафинериите с нефтени продукти, се образуват благодарение на стабилизирането на петролните капчици във водата от коагуланти и флокуланти. Тези замърсявания с нефт не се улавят в съоръженията за механично пречистване и могат да бъдат отделени от водата само чрез физикохимични методи.
Целта на изследването е да се подобри ефективността на пречистването на отпадъчните води при рафинирането на нефт чрез използване на флокуланти и да се разработи технология за почистване на отпадъчни води от нефтопреработвателната компания Яя, намираща се в района на Кемерово.
Избрани са анионни флокуланти от концерна BL8B - ниско анионно Magnaflok 10 (M10), средно анионно Magnaflok 155 (M155) и високо анионно Magnaflok 919 (M919). По-рано беше установено, че използването на катионни флокуланти не е достатъчно ефективно.
Отпадъчните води на петролната рафинерия Yaya съдържаха: 25-100 mg/l петролни продукти, 200 mg/l суспендирани твърди вещества, 500 mg/l сулфати, 300 mg/l хлориди, 550 mg O2/l BODpoln; карбонатна временна твърдост 5 mEq/l.
Изследването е проведено на три етапа:
Таблица 1 . Характеристики на отпадъчните води от рафинерията, които са преминали физическата
химическо почистване М155
Характеристика Съгласно нормите на VITP 25 - 79 Показатели за рафинерии
I система II система I система II система
ХПК, mg/l 170-400 400-600 200-550 130-450
BZhpoln, mg/l 100-250 200-300 90-210 90-270
петролни продукти 25 25 15-200 10-15
деемулгатор 20-100 20-100 5-20 10-60
механични примеси 40-120 40-60 30-100 30-50
соли (общо) 700-2000 5000-6000 500-1200 2000-5000
амониев азот 25-30 20-30 15-50 10-15
феноли 5-9 2-3 3-8 1-2
ph 7-8,5 7-8,5 7-8,5 7-8,5
1. приготвяне на работни разтвори с концентрация 0,1%;
2. избор на дозировки на флокуланти;
3. директно третиране на отпадъчни води от дъждовна вода (система I) и масло (система II) с флокуланти.
В резултат на тестовете беше доказано, че най-добрата степен на пречистване се постига при използване на средния анионен флокулант M-155.
Характеристиките на отпадъчните води след пречистване с M155 са представени в табл. един.
1OO BO 6O 4O 2O O
—А - крива 1 И крива 2
Фигура: 1 Влияние на средния анионен флокулант M155 (крива 1) и високо анионния флокулант M919 (крива 2) върху пречистването на отпадъчни води от нефт
Анализът на табличните данни ни позволява да заключим, че пречистването на отпадъчните води на рафинерията за петрол Yaya се пречиства значително от средния анионен флокулант M155, което може да се обясни със структурата на полимера. Съставът на М155 съдържа 50-70% от групите, подложени на хидролиза по време на приготвянето му, а М155 има оптимално молекулно тегло от 1518 млн. Активни функционални групи, адсорбиращи, свързват компонентите на маслото
изтича в неразтворими съединения, агломерира капчици масло и неутрализира други органични примеси.
Ефективността на пречистване е малко по-ниска от тази, дадена при използване на М10, тъй като, въпреки че полимерът има доста голямо молекулно тегло (до 10 милиона), той има значително по-малко (до 30%) активни функционални групи и неговите макромолекули имат кълбовидна структура. Какво усложнява адсорбцията на флокуланта върху частици от различно естество, включително масло.
Най-малката степен на пречистване е постигната с помощта на високо анионно M919. Този факт може да се обясни с факта, че флокулантът с най-високо молекулно тегло (до 20 милиона) също е стабилизатор на маслени отпадъчни води и поддържа примеси в суспензия дори при ниски концентрации.
Анализирайки фиг. 1, можем да заключим, че M155 почиства нефтените отпадъчни води при много по-нисък дебит и обхватът на работната доза за него е много по-широк от този за M10. Консумацията на M10 е много по-висока, времето за утаяване и диапазонът на концентрация за утаяване са много по-ниски, отколкото при M155.
По този начин, при изучаване на ефекта на флокулантите с различни молекулни тегла и степени на хидролиза върху пречистването на отпадъчни води в рафинерията Yaya. Доказано е, че най-ефективен е средният анионен М155. Проучванията също така доказаха, че пречистването на реагентите, като независим етап от пречистването на отпадъчните води от рафинерията, е доста ефективно и често не изисква големи материални и ресурсни разходи, големи производствени площи и сложно оборудване.
1. Яблокова М.А., Петров С.И. Интегрирана технология за пречистване на отпадъчни води от нефт и петролни продукти // Химическа промишленост. -2003.t.80, № 11 - P.54.
2. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Нефт и петролни продукти в околната среда. - М.: Издателство на РУДН, 2004. - 131с.
3. Патент 2077495 RF, MKI S 02 B1/28. Zaidanberg A.Z., Ryabchenko V.A., Dyukkiev E.F. Метод за пречистване на отпадъчни води от нефтопродукти - 1997г. Бул. № 11.
4. Заполски А.К., Баран А.А. Коагуланти и флокуланти в процесите на пречистване на водата. - Ленинград: Химия, 1987 г. - 202 с.